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长春市近断层地震动场预测

作　者: 盛俭
导　师: 佴磊；薄景山
学　校: 吉林大学
专　业: 地质工程
关键词: 长春市 近断层地震动场 显式有限元法 预测
分类号: P315
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


近断层地震动是地震发生时地面最复杂,也是最强烈的运动。它是地震时断层附近破坏最为强烈的根本原因。对城市近断层地震动场的预测不仅可以为城市规划、土地利用、重大工程选址等方面提供参考,而且可以为城市的防震减灾服务,有效地减轻城市的地震灾害。本文以区域地震构造背景分析、目标断层活动性鉴定、地震危险性评价为基础,采用显式有限元和并行计算技术计算目标区域场地的长周期地震动。利用有限断层随机合成的方法计算高频地震动。将低频和高频地震动合成为目标区域内的宽频带地震动时程。对局部特殊场地条件地区,利用等效线性化等方法,基于调查数据进行一维土层的非线性反应计算,给出这些特殊场地的宽频带地震动时程。最后,根据地震动时程获得设定地震发生时,目标区域(长春市)的峰值加速度分布预测图和相应的反应谱。并根据峰值加速度预测图提出了相应的应用建议。

全文目录


论文提要  4-9
第一章 绪论  9-21
  1.1 研究目的及意义  9-10
  1.2 研究范围  10-13
    1.2.1 研究区域的确定  10-11
    1.2.2 目标区域的确定  11
    1.2.3 目标断层的确定  11-13
  1.3 技术路线  13-19
    1.3.1 区域地震构造环境和地震活动性分析  15
    1.3.2 目标断层探测及活动性鉴定  15-16
    1.3.3 目标断层的潜在地震危险性评价  16-18
    1.3.4 近断层地震动场预测  18-19
  1.4 预测方法简介  19-21
第二章 研究所涉及的若干问题的研究进展  21-32
  2.1 断层探测方法  21-24
    2.1.1 槽探和钻探方法  21
    2.1.2 遥感  21-22
    2.1.3 物探方法  22-24
    2.1.4 其它方法  24
  2.2 断层年龄的测定  24-25
  2.3 断层地震危险性评价  25-27
    2.3.1 复发模型  25-26
    2.3.2 概率模型  26
    2.3.3 平均复发间隔  26
    2.3.4 断层相互作用  26
    2.3.5 最大震级的估计  26-27
  2.4 近断层地震动场预测  27-30
    2.4.1 近断层地震动的含义  27
    2.4.2 近断层地震动的基本特征  27-28
    2.4.3 近断层地震动模拟和预测  28-30
  2.5 长春市断层的研究进展  30-32
第三章 区域地震构造背景  32-64
  3.1 地质构造背景  32-36
    3.1.1 大地构造单元划分  32-33
    3.1.2 区域深部构造背景  33-35
    3.1.3 构造演化特征  35-36
  3.2 区域新构造特征  36-40
    3.2.1 地貌  36-38
    3.2.2 新构造运动简史  38
    3.2.3 新构造运动特征  38-39
    3.2.4 新构造分区  39-40
  3.3 研究区域主要断裂活动性评价  40-49
  3.4 区域现代地壳运动特征  49
  3.5 区域现代构造应力场  49-51
    3.5.1 水平形变测量结果反映的构造应力场  49-50
    3.5.2 小震综合断层面解反映的现代构造应力  50-51
    3.5.3 地震的震源机制解反映的现代构造应力场  51
    3.5.4 区域构造应力场  51
  3.6 区域地球动力学背景  51-54
  3.7 区域地震活动特征  54-60
    3.7.1 长春在区域地震环境中的位置  54-56
    3.7.2 地震的空间分布特征  56-58
    3.7.3 区域地震震源深度分布特征  58-60
  3.8 区域发震条件的总体评价  60-64
    3.8.1 构造与地震的关系  60-61
    3.8.2 现代地壳形变与地震的关系  61
    3.8.3 区域构造应力场与地震的关系  61-62
    3.8.4 地球物理场与地震的关系  62
    3.8.5 区域地震地质环境分析  62-64
第四章 目标断层活动性研究  64-103
  4.1 开源堡—小城子断层（F_1）活动性鉴定  64-74
    4.1.1 断层的空间展布及地貌特征  64-65
    4.1.2 直流电法探测  65-67
    4.1.3 探地雷达探测  67-70
    4.1.4 浅层人工地震探测  70
    4.1.5 钻孔联合剖面探测  70-72
    4.1.6 综合地质解释剖面  72-74
    4.1.7 断层活动性分析  74
  4.2 尖山子—卡伦断层（F_2）活动性鉴定  74-85
    4.2.1 断层的空间展布及地貌特征  74-77
    4.2.2 直流电法探测  77-79
    4.2.3 探地雷达探测  79-82
    4.2.4 浅层人工地震探测  82-83
    4.2.5 钻孔联合剖面探测  83-84
    4.2.6 综合地质解释剖面  84
    4.2.7 断层活动性分析  84-85
  4.3 南湖—桑家窝堡断层（F_4）活动性鉴定  85-93
    4.3.1 断层的空间展布及地貌特征  85-86
    4.3.2 直流电法探测  86-88
    4.3.3 探地雷达探测  88-90
    4.3.4 浅层人工地震探测  90
    4.3.5 钻孔联合剖面探测  90-91
    4.3.6 综合地质解释剖面  91-92
    4.3.7 断层活动性分析  92-93
  4.4 伊通河断层（F_6）活动性鉴定  93-101
    4.4.1 断层的空间展布及地貌特征  93-94
    4.4.2 直流电法探测  94-97
    4.4.3 探地雷达探测  97-98
    4.4.4 浅层人工地震探测  98
    4.4.5 钻孔联合剖面探测  98-99
    4.4.6 综合地质解释剖面  99
    4.4.7 断层活动性分析  99-101
  4.5 结论  101-103
第五章 目标断层地震危险性分析  103-111
  5.1 目标区域最大潜在地震震级  103-104
  5.2 目标断层潜在地震的最大震级判定  104-106
    5.2.1 目标断层相对危险断层判定  104-105
    5.2.2 目标断层潜在地震最大震级评估  105-106
  5.3 年地震发生率分配权系数的确定  106-107
    5.3.1 区域地震与活动构造关系研究结果得到的分配权系数  106
    5.3.2 区域构造应力分析得到的分配权系数  106-107
  5.4 目标区域5.5～6.0 级地震年发生率的确定  107-109
    5.4.1 以东北地震区为统计区  107-108
    5.4.2 地震区划的方法  108-109
    5.4.3 目标区域5.5～6.0 级地震年平均发生率综合确定  109
  5.5 目标断层年发生率综合确定  109
  5.6 目标断层未来5.5～6 级地震发震概率  109-111
第六章 近断层地震动场预测  111-151
  6.1 三维地下结构模型  111-115
    6.1.1 三维地下结构各地层界面的确定  111-114
    6.1.2 目标区域三维地下结构各地层参数的确定  114-115
  6.2 断层震源模型的建立  115-122
    6.2.1 地震动预测中的震源模型  115-116
    6.2.2 设定地震震源参数的确定  116
    6.2.3 全局震源参数的确定  116-119
    6.2.4 局部震源参数的确定  119-122
  6.3 预测方法介绍  122-137
    6.3.1 长周期地震动的预测方法  122-128
    6.3.2 有限断层地震动随机合成方法  128-131
    6.3.3 根据地表地震动反演基岩输入地震动的方法  131-134
    6.3.4 场地土一维非线性反应分析的等效线性化方法  134-137
  6.4 近断层强地面运动场的预测  137-148
    6.4.1 计算过程  137-141
    6.4.2 计算结果分析  141-145
    6.4.3 目标区域代表时程  145-148
  6.5 预测结果及研究方法讨论  148-151
    6.5.1 预测结果  148-149
    6.5.2 研究方法讨论  149-151
第七章 结论与建议  151-155
  7.1 主要结论  151-153
    7.1.1 研究区域地震构造环境  151-152
    7.1.2 目标断层活动性综合评价  152
    7.1.3 目标断层地震危险性评价  152-153
    7.1.4 目标断层近断层地震动场预测  153
  7.2 建议  153-154
  7.3 存在的问题和今后研究工作  154-155
    7.3.1 存在的问题  154
    7.3.2 今后的研究工作  154-155
参考文献  155-165
作者简介和攻读博士期间发表的论文  165-166
摘要  166-169
Abstract  169-173
致谢  173

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地球物理学 > 大地（岩石界）物理学（固体地球物理学） > 地震学
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